DTL 型带式输送机的布置与优化升级

巩建军

（山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司， 山西 宁武 036700）

引言

井下运输机是现代化矿井建设的重点大型设备，带式输送机因其运载量大、持久稳定、多角度可控性强的优点被很多现代化矿井所采用，是矿井机电系统中重要的组成部分[1]。但目前随着矿井产能地提升、电能功耗加急等原因出现，带式输送机在传动过程中也难免会发生皮带磨损、设备老化、能耗加大的问题[2-3]。在庄旺煤矿采区衔接优化过程中，对本矿DTL 型带式输送机的重新布置和监控系统的升级改造，增加了传感器地安装和数据地采集功能，对于输送机的精准度掌握和运行效率有了进一步的提升。

1 带式输送机概况

庄旺煤矿主斜井运输设备现采用DTL120/30/2×200 型阻燃带式输送机，带宽1 200 mm，带速2.5 m/s，长度554.2 m，倾角20°，运输能力达到300 t/h，头部为Φ1 000 mm 胶面滚筒双电机双滚筒驱动，尾部液压张紧；其他配套设备概述如下：电动机型号YBPT315L-4，N=200 kW，共计2 台；减速器型号ZSY560-50， 共 计2 台； 制 动 器 型 号 为BYWZ5-500/121，共计2 台；逆止器型号DSN050，共计2台；偶合器型号为YOXⅡz 650，共计2 台。

主斜井带式输送机为10 kV 高压供电，主斜井井口房设配电室，两回10 kV 电源分别引自工业场地10 kV 变电所10 kV 不同母线段，导线型号为YJV22-8.7/10 3×50 mm2，距离0.1 km；采用KYN28型户内铠装金属封闭中压开关设备配电控制。设有电动机短路、欠压、过载、断电等电气保护。在升级改造前，DTL 型带式输送机控制系统工作原理如图1 所示。

图1 DTL 型带式输送机未改造前控制系统原理图

未进行升级改造前的DTL 型带式输送机并没有不具备综合保护功能，根据对其投产后的运行状况，主要暴露出来以下主要问题[4-6]：

1）输送机在启动时会由于电机的瞬时转速较快对机子本身造成冲击，带动滚筒表面线速度在极短时间内从0 m/s 增加到额定转速3 m/s，由于惯性力较大将对皮带的使用寿命造成严重影响。尤其在载煤甚至满载的工况下，这种瞬间的突然启动对设备震动影响将更大；

2）带式输送机属于大型机电设备，瞬时启动时能耗较高，存在一定的电能浪费的情况；

3）无法做到对皮带磨损跑偏、托辊损坏、减速机断轴等问题进行实时监控。这些问题不仅是企业潜在的安全隐患，还增加了设备出现故障的概率，缩短了设备的使用寿命，在无形中增加了煤炭企业的生产成本。因此对输送机进行重新设计布局并增加综合保护装置，这对保障输送机的正常运营至关重要。

2 带式输送机的设计与布局

带式输送机的驱动方式分为机头驱动、机尾驱动和联合驱动三种驱动模式，庄旺煤矿轨道巷所用DTL120/30/2×200 型阻燃带式输送机为实现功率平衡，根据皮带倾斜角度的变化，选择机尾驱动形势进行工作。

2.1 布置形式

为保证胶带与传动滚筒有足够的摩擦力，对DTL120/30/2×200 型阻燃带式输送机采用机尾驱动的布置方式，物料下运过程中张紧力保持高位状态，这种布置形式相当于将上运带式输送机的驱动进行反转，具体布置形式如图2 所示。

图2 驱动在机尾下运示意图

2.2 驱动及制动系统

带式输送机在下运过程中，当倾斜阻力FST大于主要阻力FH时，电机为保证设备稳定运行、电流回馈电网将做负功，供电开关应选用软启开关并打开变频器。庄旺矿还为下运带式输送机配置了专用的控制系统，当在设备需要停机时，靠盘式制动器首先投入制动进行关停，这样在很大程度上减少了制动器与滚筒联接时的中间传动环节，实现了快速准确的设备制动。

2.3 阻尼装置

为提高带式输送机下运过程中的稳定性，确保输送机转动时不打滑、不超速，将在承载段加设阻尼装置，包括阻尼托辊、聚氨酯阻尼板、阻尼钢板和阻尼胶带等，阻尼装置的结构如图3 所示。

图3 阻尼装置结构示意图

3 带式输送机的优化升级

由于原有的带式输送机存在的一些问题无法得以修正，在本次升级改造中将安装本安型变频调速器，采用变频技术保证煤矿开采过程中煤炭运输的稳定性。图4 为加装变频器后的工程原理图，改造后的DTL 带式输送机控制系统增加了变频器、变频控制器、显示器和操作台。变频器将根据电动机转速、皮带运行速度等参数对设备运作状态进行调节，所有数据可以上传至后台数据库，操作人员可以随时调取、选择。

图4 带式输送机改造后控制系统原理图

DTL 带式输送机安装一套KTC101 型监控综合保护装置，该装置具有控制、保护及通信功能，用于带式输送机的启停及保护，具有防止打滑、撕裂、堆煤、断带、超温洒水、低速、跑偏、烟雾、沿线急停等各种保护装置。除在皮带机机头、机尾位置安装有洒水装置外，皮带每间隔50 m 设有喷雾降温设施和烟雾报警保护。依据故障性质和程度，分别动作于事故报警或紧急停机，配备有矿用张紧力传感器用以检测胶带瞬间张紧力。

4 实际应用效果分析

DTL120/30/2×200 型阻燃带式输送机完成优化升级后在庄旺煤矿井下工作面完成了满载试验。经过对实验数据分析，运输机噪音控制、传动稳定性、装载能力和皮带管理均有了明显提升，在试验过程中，没有托辊断裂、减速器断轴情况的发生，采煤工作进行顺利。

5 结论

1）安装有本安型变频调速器，可以实现电动机转速、皮带运行速度的实时监控，启动过程中降低设备功耗、减弱冲击；

2）安装KTC101 型监控综合保护装置，用于带式输送机的启停及作业过程中的各种保护；

3）加装多重阻尼装置，确保输送机在作业过程中转动时不打滑、不超速。